OnceIO 是 OnceDoc 企業(yè)私有內(nèi)容(網(wǎng)盤)管理系統(tǒng)的底層Web框架，它可以實(shí)現(xiàn)模板文件、靜態(tài)文件的全緩存，運(yùn)行起來完全不需要I/O操作，并且支持客戶端緩存優(yōu)化，GZIP壓縮等（只壓縮一次），擁有非常好的性能，為您節(jié)約服務(wù)器成本。它的模塊化功能，可以讓你的Web進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，在一個(gè)擴(kuò)展包里即可包含前端、后端和數(shù)據(jù)庫定義，只需通過添加/刪除目錄的方式就可實(shí)現(xiàn)功能刪減，實(shí)現(xiàn)真正的模塊化擴(kuò)展。目前 OnceIO 已經(jīng)開源，這里是介紹如何使用的一系列文章。
這里討論的緩存是指 web 緩存：一個(gè) web 資源（如 html 頁面、圖片、文件等）在服務(wù)器和客戶端（瀏覽器）之間的副本。緩存會(huì)根據(jù)進(jìn)來的請(qǐng)求保存請(qǐng)求輸出的內(nèi)容的副本；然后，如果下一個(gè)請(qǐng)求是相同的 URL，且網(wǎng)頁在這段時(shí)間內(nèi)沒有更新，瀏覽器就不會(huì)再次下載網(wǎng)頁，而是直接使用本地緩存的網(wǎng)頁副本。
緩存的作用主要有：
所有的緩存都有一套規(guī)則來幫助它們決定什么情況下使用緩存中的副本，什么情況下向源服務(wù)器再次發(fā)送請(qǐng)求。這些規(guī)則有的在協(xié)議（如 HTTP 協(xié)議 1.0 和 1.1）中有定義，有的則是由緩存的管理員（如 DBA、瀏覽器的用戶、代理服務(wù)器管理員或者應(yīng)用開發(fā)者）設(shè)置。
對(duì)于瀏覽器端的緩存，這些規(guī)則是在 HTTP 協(xié)議頭和 html 頁面的 meta 標(biāo)簽中定義的。它們從新鮮度和校驗(yàn)值兩個(gè)維度來決定瀏覽器是否可以直接使用緩存中的副本。
新鮮度（過期機(jī)制）：也就是緩存副本有效期。一個(gè)緩存副本必須滿足以下條件，瀏覽器才會(huì)認(rèn)為它是有效的：
滿足以上兩個(gè)情況的一種，瀏覽器會(huì)直接從緩存中獲取副本并渲染。
校驗(yàn)值（驗(yàn)證機(jī)制）：服務(wù)器返回資源的時(shí)候有時(shí)在控制頭信息帶上這個(gè)資源的實(shí)體標(biāo)簽 ETag（Entity Tag），它可以用來作為瀏覽器再次請(qǐng)求過程的校驗(yàn)標(biāo)識(shí)。如過發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)標(biāo)識(shí)不匹配，說明資源已經(jīng)被修改或過期，瀏覽器需求重新獲取資源內(nèi)容。
| 消息報(bào)頭 | 值 | 類型 | 作用 | 規(guī)則 |
|---|---|---|---|---|
| Status Code | 200 OK | 普通 | 表明服務(wù)器成功返回網(wǎng)頁 | 不適用 |
| 304 Not Modified | 普通 | 表明當(dāng)前資源的內(nèi)容（自上次訪問以來或根據(jù)請(qǐng)求的條件）沒有修改過，服務(wù)器不返回網(wǎng)頁內(nèi)容 | 不適用 | |
| Cache-Control | max-age=315360000 | 響應(yīng) | 指明緩沖副本的有效時(shí)長(zhǎng)，單位為秒 | 新鮮度 |
| Expires | Thu, 31 Dec 2037 23:55:55 GMT | 響應(yīng) | 告訴瀏覽器在過期時(shí)間前可以使用副本 | 新鮮度 |
| Last-Modified | Sun, 23 Oct 2016 06:36:08 GMT | 響應(yīng) | 告訴瀏覽器當(dāng)前資源的最近一次修改時(shí)間 | 新鮮度 |
| If-Modified-Since | Sun, 23 Oct 2016 06:36:08 GMT | 請(qǐng)求 | 如果瀏覽器第一次請(qǐng)求時(shí)響應(yīng)中 Last-Modified 非空，第二次請(qǐng)求同一資源時(shí)，會(huì)把它作為該項(xiàng)的值發(fā)給服務(wù)器 | 新鮮度 |
| ETag | 978534 | 響應(yīng) | 告訴瀏覽器當(dāng)前資源在服務(wù)器的唯一標(biāo)識(shí)符（生成規(guī)則由服務(wù)器決定） | 校驗(yàn)值 |
| If-None-Match | 978534 | 請(qǐng)求 | 如果瀏覽器第一次請(qǐng)求時(shí)響應(yīng)中 ETag 非空，第二次請(qǐng)求同一資源時(shí)，會(huì)把它作為該項(xiàng)的值發(fā)給服務(wù)器 | 校驗(yàn)值 |
以訪問網(wǎng)站 http://oncedoc.com/ 為例，網(wǎng)站的 shader.css 文件的 HTTP 頭信息為：
服務(wù)器收到請(qǐng)求時(shí)，在 200 OK 響應(yīng)中回送該資源的 Last-Modified 和 ETag，客戶端將該資源保存在緩存中，并記錄這兩個(gè)屬性。當(dāng)客戶端再次發(fā)送相同的請(qǐng)求時(shí)，會(huì)在請(qǐng)求中攜帶 If-Modified-Since 和 If-None-Match 兩個(gè)消息報(bào)頭。兩個(gè)報(bào)頭的值分別是上次請(qǐng)求收到的響應(yīng)中 Last-Modified 和 ETag 的值。服務(wù)器通過這兩個(gè)頭判斷本地資源未發(fā)生變化，客戶端不需要重新下載，返回 304 響應(yīng)。以訪問 oncedoc.com 為例，客戶端緩存生效流程如下：
用戶在使用瀏覽器的時(shí)的各種操作，如輸入地址后回車，按F5刷新等，對(duì)緩存有可能會(huì)造成影響。
| 用戶操作 | Expires/Cache-Controll | Last-Modified/ETag |
|---|---|---|
| 地址欄回車 | 有效 | 有效 |
| 頁面鏈接跳轉(zhuǎn) | 有效 | 有效 |
| 新開窗口 | 有效 | 有效 |
| 前進(jìn)后退 | 有效 | 有效 |
| F5 刷新 | 無效 | 有效 |
| Ctrl+F5 強(qiáng)制刷新 | 無效 | 無效 |
當(dāng)用戶在按 F5 進(jìn)行刷新時(shí)，瀏覽器會(huì)忽略 Expires/Cache-Control 的設(shè)置，再次向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，而 Last-Modified/Etag 仍然是有效的，服務(wù)器會(huì)根據(jù)情況判斷返回 304 還是 200 ；而當(dāng)用戶使用 Ctrl+F5 進(jìn)行強(qiáng)制刷新的時(shí)候，所有的緩存機(jī)制都將失效，；瀏覽器將重新從服務(wù)器下載資源并返回 200。
運(yùn)行服務(wù)器，訪問 localhost:8054/img，打開瀏覽器開發(fā)者工具中的 Network 欄，地址欄回車，Network 顯示：
此時(shí)瀏覽器直接從本地獲取圖片資源，瀏覽器和服務(wù)器之間并沒有進(jìn)行I/O操作。瀏覽器沒有問服務(wù)器端是否有更新，而直接從本地緩存中獲取資源。
有時(shí)侯，我們可能需要禁用瀏覽器端的緩存機(jī)制，然后讓瀏覽器發(fā)送一次請(qǐng)求詢問是否有更新（比如ajax操作）?？梢杂锰砑右粋€(gè) cache-control的header： res.cache(0)，即0秒后立即失效（不緩存），示例代碼如下：
app.use(function(req, res) { res.cache(0) req.filter.next()})app.get('/img', function(req, res) { res.render('img.html')}) 此時(shí)瀏覽器與服務(wù)器之間會(huì)進(jìn)行一次 I/O，如果本地緩文件的修改時(shí)間(IF-Modify-since)與服務(wù)器端的一致，即沒有修改，則OnceIO會(huì)發(fā)出 304 響應(yīng)（如圖所示），告訴瀏覽器從本地緩存中獲取資源；如果服務(wù)器端文件有更新，OnceIO則會(huì)發(fā)出 200 響應(yīng)，并將更新資源重新發(fā)給瀏覽器。
此時(shí)服務(wù)器端通過304告訴瀏覽器從本地緩存中獲取資源。
通過res.cache接口，您可以根據(jù)您應(yīng)用的Release周期（周、月）來設(shè)置資源文件緩存的最大緩存時(shí)間，來優(yōu)化您的應(yīng)用，比如一周后過期：
res.cache(7*24*3600)
下一節(jié)我們將介紹OnceIO的服務(wù)器端的模板和靜態(tài)文件緩存和gzip壓縮機(jī)制，和其一次讀取，永久使用的實(shí)現(xiàn)原理。
OnceIO項(xiàng)目： https://github.com/OnceDoc/onceio
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